【正文】 0176。 二、設(shè)計(jì)（論文研究）思路及工作方法 ，了解啤酒現(xiàn)階段的生產(chǎn)技術(shù)，獲取相關(guān)工藝參數(shù)，對(duì)啤酒廠的設(shè)計(jì)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)論證及工藝參數(shù)的選擇。 基本要求： 畢業(yè)環(huán)節(jié)中態(tài)度積極端正， 嚴(yán)格遵守紀(jì)律，實(shí)事 求是，不得弄虛作假 和抄襲。 P 啤酒廠發(fā)酵車(chē)間工藝設(shè)計(jì) 四 川 理 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)（論文）題目： 年產(chǎn) 7 萬(wàn)噸 10176。） 啤酒發(fā)展現(xiàn)狀及分析： 隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平的提高，啤酒作為含酒精量最低的飲料酒 ,由于其營(yíng)養(yǎng)豐富且價(jià)廉物美已受到越來(lái)越多消費(fèi)者的喜愛(ài)，已經(jīng)逐步成為人們大眾最喜愛(ài)的飲料之一。 ，發(fā)酵車(chē)間帶控制點(diǎn)流程圖和全場(chǎng)工藝流程方塊圖。 關(guān)鍵詞： 啤酒 廠， 發(fā) 酵，發(fā)酵 罐 ,工藝計(jì)算四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 ABSTRACT The design is the annua l output of 7 million to ns of 10 176。另 一方 面， 啤 酒中 含有 煙酸 ，在維生素 B1 和 B6 維持心臟 正常活動(dòng) 的同時(shí) ，煙酸能 擴(kuò)張血 管，加速 新陳代謝，因此啤 酒對(duì)心 血管系統(tǒng) 有益。因而，我個(gè)人 認(rèn)為很 有必要將 啤酒生 產(chǎn)方面的 技 術(shù)科 學(xué)地總結(jié) 和分析 ，以推動(dòng)啤酒產(chǎn) 品多樣 化發(fā)展。 因此，在本設(shè) 計(jì)中選 用二棱大 麥。 大麥中 蛋白 質(zhì)含 量的 高 低及 其類(lèi) 型， 直接 影響 制麥 和 釀造 工藝 以及成品啤酒的 質(zhì)量 。 （ 4）谷蛋白 谷蛋白不溶 于中性鹽 溶液和 純水，溶于 稀堿。 （ 1） 水分 測(cè) 定水 分是 計(jì)算 干物 質(zhì) 的基 礎(chǔ)。 利用小麥做 輔料，麥汁總 氮和α 氨基 氮均比 大米高 ，發(fā)酵快 ，但過(guò)濾和煮沸麥汁 略渾濁 ，需進(jìn)行 處理為 好，釀成 的啤酒 泡沫細(xì)膩 、持久 。 汁冷 卻時(shí) 形成冷凝 固物 。這種 粗加工 方法也存 在缺點(diǎn)，因此使用 酒花粉 ，應(yīng)在酒花廠，酒花溫度在 55℃以下，干燥 至水分為 5%6%然后進(jìn)行粉碎 ，粉碎后立即包 裝于密 閉容器中 ，并沖 入惰性氣 體。（ 3）啤 酒的 穩(wěn)定性降低。 + ,K+常 常在 50— 100:300— 常使淺色 啤酒變 得粗糙，不柔和。 現(xiàn)代啤酒生 產(chǎn)，工業(yè) 化程度 越來(lái)越高 ，啤酒工 廠一般 不自行生 產(chǎn)麥芽 ，而是從專(zhuān)門(mén) 的麥芽 生產(chǎn)工廠 購(gòu)買(mǎi)所 需麥芽 ，以達(dá) 到降低 生產(chǎn)成本 的目的 。 本設(shè) 計(jì)采 用麥 芽 濕法 粉碎 ， 濕 法 粉碎 全部 操作 有 ：浸 漬→ 磨碎 →勻漿→泵出。麥汁 中浸出 物的含量 和原料 中干物質(zhì) 的比稱 “無(wú)水浸 出率”。 2. 浸出糖化法： 浸出糖化 法是指 麥芽醪利 用酶的 生化作用 ，用不 斷加熱或冷卻調(diào) 節(jié)醪液 的溫度， 使糖化 完成，麥 芽醪未 經(jīng)煮沸。 故本設(shè) 計(jì)才用此 方法進(jìn) 行糖化。 過(guò)濾方法的 選擇 1. 過(guò)濾槽法 過(guò)濾槽是最古 老的方 法，也是 至今采 用最普遍 的方法 ，它是以 過(guò)濾篩板和麥糟 構(gòu)成過(guò) 濾介質(zhì) ，用醪 的液柱 高度 產(chǎn)生靜壓力為 推動(dòng)力實(shí)現(xiàn)過(guò)濾。常 壓煮 沸： 工藝 成 熟， 操作 方便 ，維修費(fèi)用低。 酒花的添加方 法，還是以 傳統(tǒng)分 3～ 4 次添加 法為主。 麥汁 處理 應(yīng)適 用設(shè) 備的 要求 不 同， 流程 很多 ，經(jīng) 比較 采 用以 下流程對(duì)麥汁進(jìn)行處 理： 煮沸 鍋 → 熱麥 汁 →泵 → 回 旋沉 淀 槽 →薄 板 冷卻 系 統(tǒng) →通 風(fēng) →發(fā) 酵 ↓ ↑ （酒花糟 +熱凝固物 ） （無(wú)菌空氣） 第一章 啤酒工藝選擇與論證 13 1. 酒花分離 使用 酒花 球果 ， 并加 入到 煮沸 鍋 的工 藝， 在煮 沸 結(jié)束 后應(yīng) 盡快 分離出酒花糟，我 國(guó)廣泛 使用帶篩 孔的酒 花分離器 。 目前我國(guó)認(rèn)為從麥 芽粉加 水投料至 冷卻前 ，隔氧操 作是關(guān) 鍵措施。 啤酒發(fā)酵 啤酒酵母 1. 啤酒酵母的 分 類(lèi) 能使含糖液 體自然 發(fā)酵，生 成二氧 化碳和酒 精，液 面上形成 “膜 ”，器底形成“沉 淀”的生物， 統(tǒng)稱為“酵 母”。 啤酒酵母擴(kuò)大 培養(yǎng)的 順序如下 ： 斜面 試管 （原 菌種 ）→ 富氏 瓶 或試 管培 養(yǎng)→ 巴氏 瓶或 三 角瓶 培養(yǎng)→卡氏罐培養(yǎng)→ 漢生罐 培養(yǎng)→酵 母擴(kuò)大 培養(yǎng)罐→ 酵母繁 殖 罐→發(fā) 酵罐。更重 要的是 ，連續(xù)發(fā)酵法 啤酒從 風(fēng)味上品 評(píng)與間 歇法啤酒 差別大 ，難 以被消費(fèi) 者接受 。主 發(fā)酵 完畢 后， 大部 分酵 母沉 降發(fā) 酵容器 底部。 （ 2） 上 面發(fā) 酵的 麥汁 接種 溫度為 13～ 16℃ ，比 較高 。 從實(shí)際出發(fā)， 選用下 面酵母發(fā) 酵法。 啤酒發(fā)酵工藝 傳統(tǒng) 式分 批發(fā) 酵 ，每 批（ 一鍋 或兩 鍋 ）定 型麥 汁， 經(jīng) 過(guò)添 加酵 母，前發(fā)酵（酵母增 殖），主 發(fā)酵 ，后發(fā) 酵和貯 酒等階段 。 106 179。 主發(fā)酵： 主 發(fā) 酵 前 期酵 母 吸 收 麥 汁 中 的 氨 基 酸和 營(yíng) 養(yǎng) 物 質(zhì) ,應(yīng)用糖類(lèi)發(fā)酵釋放自由能合 成細(xì)胞 并產(chǎn) 生熱 量。 為了 促進(jìn) 凝聚和保 存凝 聚酵 母的 活性 ，發(fā) 酵后 期應(yīng) 逐步 降低 溫度 ， 使發(fā) 酵溫 度趨 近后酵溫度。 （ 2） 廠房投資 節(jié)省 發(fā)酵 可以大部 分或全 部在戶外 ，而且罐 數(shù)、罐總?cè)莘e減少 ，廠房 投資節(jié)省 。 特點(diǎn)： （ 1） 設(shè)備的外型 特點(diǎn)：外 筒體蝶 形或拱形 蓋，錐 形體底， 罐筒體 壁和錐底有各 種形式 的冷卻夾 套。 （ 5） 罐主要附件 ：智能型 鉑溫度 傳感器， 清洗取 樣閥，安 全閥， 真空破壞閥， CIP 執(zhí)行機(jī)構(gòu) ，上視鏡 ，燈鏡 ，空 氣和 二氧化 碳排出管 裝置。 P，所以采 用低溫發(fā) 酵， 910176。 收集酵母 后，用酵母泥的 倍 無(wú)菌低溫 釀造水 （ 12176。下層 為弱細(xì)胞或死細(xì)胞，由 最初沉 降下來(lái)的 顆粒組 成，可作 飼料或 棄置不用 。 CO2 貯氣柜 →超 壓裝 置→ 壓縮 機(jī)→ 氧化 劑洗 滌器 →水 冷卻 器→ 活性炭過(guò)濾器→壓 縮機(jī)→ 冷卻器→ 干燥裝 置→冷卻 器→液 態(tài) CO2 貯 存罐 酵母的回收與 利用 根據(jù)酵母和發(fā) 酵液的 相對(duì)密度 不同， 采用離心 機(jī)分離 酒液和酵 母。 啤 酒包裝的 基本功 能有以下 幾點(diǎn)。 物料衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 根據(jù)表 21 的 基礎(chǔ)數(shù) 據(jù)，先進(jìn) 行 100kg 原料生 產(chǎn) 10176。 %）179。 C 熱麥汁 比 20176。（ ） =(L) ： 179。 179。 100=（ kg） 查《啤酒工業(yè) 手冊(cè)》 得 10176。 P 啤酒的物料衡算 熱麥汁量 根據(jù)表 21 可 得原料 收得率分 別為： 原料麥芽收得 率為： (1005)247。美觀大 方的包 裝造型、 生動(dòng)形 象的圖案 和新穎 別致的裝潢可以 襯托產(chǎn) 品形象， 提高產(chǎn) 品的附加 價(jià)值。 現(xiàn)在 普遍 使用 的是 過(guò)濾設(shè) 備是硅藻 土過(guò) 濾機(jī) 、紙 板過(guò) 濾機(jī) 和無(wú) 菌膜 過(guò)濾 機(jī)。 啤酒生產(chǎn)副產(chǎn)物的利用 麥槽的利用 麥槽是 麥芽 和大 米在 不發(fā) 芽谷 物原 料在 啤酒 糖化 中不 溶解 物質(zhì) 構(gòu)成的。10 7 /mL 麥汁 ，即約 ～ 濃酵 母泥 / hL 麥汁 。 （ 5）冷卻、降溫 VDK 還原終點(diǎn)是根據(jù) 成品啤 酒應(yīng) VDK 的含量 而定，要 求 VDK 低于，才稱還 原階段基 本結(jié)束 ，可降溫 。 106 個(gè) /ml。 （ 3） 冷卻夾套： 國(guó)內(nèi) 大多 用低溫低 壓（ 3℃ ,）液 態(tài)冷媒在半圓管 ，弧形 管的夾套 ，或米 勒板式夾 套內(nèi)流 動(dòng)換熱。 （ 6）罐身具 有冷卻夾 套，冷 卻面積 能夠滿足 工藝上 的降溫要 求，一般在圓柱體 部分，視 罐體高 度，可分設(shè) 23 段冷卻，錐底部 分設(shè)有一 段冷卻，有利于酵 母沉降 和保存。在 主發(fā) 酵結(jié) 束前 撈去 泡 蓋， 即可 下酒 至后發(fā)酵和回收沉 于池底 的凝聚酵 母泥。 P。 本設(shè) 計(jì)采 用干 道 法添 加酵 母： 在酵 母 添加 器中 加入 每 批麥 汁所 需的酵母 ，再 加上 二倍 量的 冷麥 汁， 用無(wú) 菌壓 縮空 氣充 分 混合 ，壓 到前 酵池中，再用 無(wú)菌 空氣攪 拌均勻即 可。 106個(gè) /ml。由于露天 發(fā)酵罐 一般直徑 較大 , 若酒液缺 少對(duì)流 , 就會(huì)使 其溫度分布不均勻 , 罐中心酒液溫 度與罐 壁處酒液 溫度需 長(zhǎng)時(shí)間才 能達(dá)到 平衡 , 從而影響啤酒 風(fēng)味。 （ 5） 上 面發(fā) 酵一 般不 采用 后發(fā) 酵， 主發(fā) 酵的發(fā) 酵度 接近 最終 發(fā)酵度。 上面 發(fā)酵 在發(fā) 酵外觀 、技術(shù)操 作和 發(fā)酵 設(shè)備 方面 與下 面發(fā) 酵有 所不 同， 但兩 者的 發(fā)酵 機(jī)理是 一致的。 室溫保持 5～ 6℃； 采用開(kāi) 放式或密 閉式、 圓形或方 形的主發(fā) 酵容 器。 連續(xù)發(fā)酵主要 有多罐 式連續(xù)發(fā) 酵和塔 式連續(xù)發(fā) 酵，這 種連續(xù)發(fā) 酵系統(tǒng)都可大大 縮短發(fā) 酵周期 ，提高設(shè) 備利用 率，降 低了投資 ，減少 了酒損 ，降低了蒸汽、 勞動(dòng)力 和洗刷費(fèi) 用，提 高了酒花 利用率 ，且產(chǎn)生 的成品 啤酒質(zhì)量穩(wěn)定。 酵母 細(xì)胞 不同 的絮 凝能 力受 到其 自身 的基 因和 外 界作 用影 響， 金屬離子對(duì)凝聚 作用的 影響極大 ，凝 聚作用 的強(qiáng)度還 依賴于 基質(zhì)的離 子濃度 ，尤 其是鈣離 子含量 達(dá)到 30mg/l 以上時(shí)的 促凝作 用相當(dāng)顯 著 ，其他二 價(jià)離子也能促凝， 但是單 價(jià)離子會(huì) 因“反 離子效應(yīng) ”對(duì)其 產(chǎn)生抑制 作用。 P 麥汁飽和溶氧量為 。 3. 冷凝固物分離 冷凝固物是 分離熱 凝固物后 澄清的 麥汁，在 冷卻到 50℃以 下，隨著冷卻進(jìn)行， 麥汁重 新析出的 渾濁物 質(zhì)，并 在 25℃左右析出 最多。 麥汁的處理 從煮沸鍋放 出的定 型熱麥汁 ，進(jìn) 入發(fā)酵 以前還需 要進(jìn)行 一系列處 理：酒花 糟分 離， 熱凝 固物 分離 ，冷 凝固 物分 離， 冷卻 ， 充氧 等才 能成 為發(fā)酵麥 汁。淺 色啤酒 苦味物值 為 1540（ Bu）之間，一般在此范 圍內(nèi) 選取 一 個(gè)固 定值 ， 生產(chǎn) 時(shí)允 許在 固 定 值 上波 動(dòng)177。麥汁煮 沸鍋 具有 多種 形式 ，本 設(shè)計(jì) 選用 的是 列管 式內(nèi) 加熱 器圓 形麥汁 煮沸鍋。 麥芽醪的過(guò)濾 過(guò)程包 括如下三 個(gè)過(guò)程 ： （ 1） 殘留在糖化醪 中的耐熱 性的α 淀粉酶， 將少量 的高分子 糊精進(jìn)一步液化，使之全部轉(zhuǎn)變成無(wú)色糊精或糖類(lèi)，提高原料浸出物收得率。 而煮出 法糖化法 可以補(bǔ) 救一些麥芽溶解 不良的 缺點(diǎn)，原 料利用 率高，糖 化時(shí)間 短，麥汁 成份好 ，適合釀造傳統(tǒng) 下面發(fā) 酵啤酒。（ 4）加熱溫度和時(shí) 間。濕 法粉碎 可提高過(guò) 濾速度 20%25%或提高投料量 ，麥糟層厚度可 達(dá) 500600mm , 但不影響過(guò) 濾。（ 2） 皮殼 和原 料物 質(zhì)中 不容 性物 質(zhì)粉 碎過(guò) 細(xì)， 會(huì)增加 過(guò)濾 阻力 。 制麥的目的 在于使大 麥發(fā)芽，產(chǎn)生多 種水解酶 類(lèi)。麥汁含 Ca2+在 每升 80 到 100 毫克時(shí)， 可促進(jìn) 麥汁煮沸 時(shí)形成 單寧 — 蛋 白質(zhì)— 鈣 的 復(fù) 合 物 ， 促 進(jìn) 熱 凝 固 物 蛋 白 質(zhì) 的 絮 凝 。 啤酒釀 造水的性 質(zhì)，重 要取決于 水中溶 解鹽類(lèi)的種類(lèi)和 含量， 水的生物 學(xué)純凈 度及氣味 ，釀造 水對(duì)啤酒 生產(chǎn)全 過(guò)程將產(chǎn)生很大 的影響 ，如糖化 時(shí)水解 酶是活性 和穩(wěn)定 性，酶促 反應(yīng)的 速度，麥芽的酒 花在不 同含鹽水 中溶解 度的差別 ，鹽和 蛋白質(zhì)及 酚類(lèi)物 質(zhì)的絮凝成點(diǎn)， 酵母生 長(zhǎng)，發(fā)酵 風(fēng)味物 質(zhì)的形成 等，最 終還將影 響到啤 酒的風(fēng)味物質(zhì)和 穩(wěn)定性 。 優(yōu)質(zhì)香型酒 花的α 酸含 量為 %%，α 酸、β酸的 比值為 1：1，酒花精油含量 為 %%。 酒花的主要 化 學(xué)成分 酒花的化學(xué) 組分中 ，對(duì) 啤酒釀造 有特殊 意義的三 大成分 為酒花精 油，苦味物質(zhì)和多 酚。 第一章 啤酒工藝選擇與論證 7 1. 大米：原則上 凡大米 不論品種 均可用 于釀造，但 從啤酒風(fēng) 味而言 ，米的食感越 好，釀造 的啤酒風(fēng) 味也越 好。 （ 3） 麥粒形態(tài) 麥粒以 短胖者比 瘦長(zhǎng)者 為佳，前者浸出 物高，蛋白質(zhì)低，發(fā)芽 快。 （ 2）球蛋 白 球蛋白 是種子的 儲(chǔ)藏蛋 白，占 大麥總質(zhì) 量的 31%，不溶于純水， 溶于稀 酸和稀堿 。淀 粉粒 中大 約有 97%的化 學(xué) 純淀 粉，%%的含氮化合物 ， %的無(wú)機(jī)鹽 ， %的高級(jí)脂 肪酸。因此 ，對(duì)于 啤酒廠的設(shè)計(jì)是 有意義 的，是很 有必要 的。從 世界 范圍 看， 發(fā) 達(dá)國(guó) 家啤酒的人 均消 費(fèi)量 增長(zhǎng) 緩慢 ，而 在經(jīng) 濟(jì)增 長(zhǎng)較 快地 區(qū)， 如 東歐 和中 國(guó)的 啤酒需求 量和 產(chǎn)量 增長(zhǎng) 速度 遠(yuǎn)遠(yuǎn) 高于 世界 平均 增長(zhǎng) 速度 ， 增速 比發(fā) 達(dá)國(guó) 家高3%。 process calculation前 言 3 前 言 啤酒 是以 大麥 經(jīng)發(fā) 芽制 成的 大 麥芽 為主 要原 料， 以大 米 或其 它谷物為輔 助原 料， 以本 地主 產(chǎn)淀 粉物 為主 ，經(jīng) 麥芽 汁的 制